Du kan bestämma höjd baserat på barometertryck eller vice versa med hjälp av en formel som kommer från statistiska egenskaper hos luft molekyler. Du behöver bara känner till lufttrycket vid en referens eller bas höjd förväg, förutsatt att temperaturen är densamma i båda höjder
Du behöver:. .
Barometer
1 .
Mät eller identifiera barometertryck, P0, vid en referenshöjden.
2.
Konvertera höjden över referenshöjden till meter och beteckna den med bokstaven h. Beteckna h som negativt om höjden är lägre än referenspriset höjd. Hänvisningen höjd själv behöver inte bestämmas-bara skillnaden, h, mellan de två höjder. Du kanske kan avgöra skillnaden med, till exempel, är en GPS-enhet.
3.
Beräkna mgh, där G är gravitationskonstanten och M (genomsnittlig) massan av en luft molekyl. Använd 9,8 meter per sekund-kvadrat för g och 4. 8156x10 ^ -26 kg för m, där caret ^ indikerar exponentiering. m är ekvivalent 29 atommassa enheter, om du är bekant med molekylära enheter.
4.
Divide-mgh från KT, där k är Boltzmanns konstant och T är temperaturen i Kelvin. Notera det negativa tecknet framför "mgh. " Använd 1. 3807x10 ^ -23 meter-squared kg /sekund * Kelvin för Boltzmanns konstant. Grader Kelvin är grader plus 273
Till exempel för höjd 1000 meter över där P0 mättes och temperaturen 10 grader Celsius, skulle du få-[4,8156 x 10 ^-26kg x 9. 80m /s ^ 2 x 1000m] /[1. 3807x10 ^ -23 m ^ 2 kg /s ^ 2K x 283K]=-0,1208. Notera att resultatet är kartografisk, eftersom det är ett förhållande av två energikällor mätningar. Observera också att exponenter måste kartografisk i fysik.
5.
Göra resultatet av steg 4 exponenten av e, basen för den naturliga logaritmen. Vetenskapliga räknare har alla en e ^ x-knappen för att beräkna denna. Multiplicera resultatet med P0. Detta är lufttrycket vid höjden h över höjd där P0 mättes.
Fortsätter exemplet ovan, P0 x exp [-0,1208]=P0 x 0,886. Detta innebär att gå 1. 000 meter upp minskar lufttrycket med drygt 11 procent.
6.
Kontrollera dina resultat mot en online kalkylator. (Se Resurser. )
Tips och varningar
- att förstå exponenten i ekvationen ovan mer intuitivt, observera att det är ett förhållande på gravitationell energi till kinetisk energi. Om kinetisk energi dominerar, är tryckskillnaden mellan de två höjder låg. Om gravitationell energi dominerar, är tryckskillnaden högt. När det gäller de molekyler själva, innebär hög rörelseenergi energisk molekyler har tillräckligt med kinetisk energi (temperatur) att studsa upp till höga höjder, mot Gravity's pull, för att hålla höga höjder väl befolkad.
- höjd problemet förutsätter jämn temperatur T-ett orealistiskt antagande. Temperatur tenderar att sjunka med höjden, vilket gör att trycket beräknas vid höjden h i steg 5 en överskattning.
